RU182122U1 - MINIATURE MICRO-STRIP DIRECTED TAP - Google Patents
MINIATURE MICRO-STRIP DIRECTED TAP Download PDFInfo
- Publication number
- RU182122U1 RU182122U1 RU2017129163U RU2017129163U RU182122U1 RU 182122 U1 RU182122 U1 RU 182122U1 RU 2017129163 U RU2017129163 U RU 2017129163U RU 2017129163 U RU2017129163 U RU 2017129163U RU 182122 U1 RU182122 U1 RU 182122U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- transmission line
- artificial transmission
- artificial
- lines
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к направленным ответвителям. Миниатюрный микрополосковый направленный ответвитель содержит четыре линии передачи, отвечающие за вход, четыре попарно одинаковых искусственных линии передачи подключенных друг к другу и шлейфы холостого хода погружены внутрь пространства заключенного между искусственными линиями. Первый вход первой искусственной линии передачи соединен с первым входом устройства и вторым входом четвертой искусственной линии передачи, второй вход первой искусственной линии передачи соединен со вторым входом устройства и первым входом второй искусственной линии передачи. Второй вход второй искусственной линии передачи соединен с третьим входом устройства и первым входом третьей искусственной линией передачи, второй вход третьей искусственной линией передачи соединен с четвертым входом устройства и первым входом четвертой искусственной линией передачи. Технический результат - уменьшение длин отрезков линий передачи, которые входят в состав направленного ответвителя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в радиолокации, радионавигации, связи, антенных системах и радиоизмерениях как самостоятельное устройство, а также в качестве функционального узла для построения делителей мощности, фазовращателей, смесителей, модуляторов, дискриминаторов, сумматоров мощности, диаграммообразующих элементов.The utility model relates to the field of radio engineering and can be used in radar, radio navigation, communications, antenna systems and radio measurements as an independent device, as well as as a functional unit for constructing power dividers, phase shifters, mixers, modulators, discriminators, power adders, and diagram-forming elements.
В настоящий момент широкую известность получила конструкция квадратурного направленного ответвителя, выполненная в виде двух одинаковых отрезков линии передачи, например, коаксиального кабеля, длиной в 1/8 длины волны в линии и содержащего две сосредоточенные емкости связи, которые включены на концах отрезков между потенциальными проводниками линий («Устройства сложения и распределения мощностей высокочастотных колебаний.» Под ред. З.И. Моделя. Изд. "Советское радио", М. 1980, С. 86-87, рис. 6.6). Недостатками данного технического решения являются: узкая полоса рабочих частот и большой габаритный размер.At present, the design of a quadrature directional coupler made in the form of two identical segments of a transmission line, for example, a coaxial cable, 1/8 wavelength in a line and containing two lumped communication capacities that are connected at the ends of the segments between potential line conductors, is widely known. (“Devices for adding and distributing the power of high-frequency oscillations.” Edited by ZI Model. Publishing House "Soviet Radio", M. 1980, S. 86-87, Fig. 6.6). The disadvantages of this technical solution are: a narrow band of operating frequencies and a large overall size.
Другая часто используемая конструкция представляет собой квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами. Ответвитель представляет собой симметричный восьмиполюсник, состоящий из фильтров верхних частот ("Широкополосные устройства СВЧ на элементах с сосредоточенными параметрами" Карпов В.М., Малышев В.А., Перевощиков И.В. - М.: "Радио и связь", 1984. с. 67-72, рис. 5.5). При широкой полосе рабочих частот данный ответвитель содержит большое количество элементов, а, следовательно, имеет большие габаритные размеры, низкую надежность и повторяемость при серийном производстве, высокую стоимость, сложен в изготовлении и настройке.Another commonly used design is a quadrature directional coupler on elements with lumped parameters. The coupler is a symmetric eight-port, consisting of high-pass filters ("Broadband microwave devices on elements with lumped parameters" Karpov V.M., Malyshev V.A., Perevoshchikov I.V. - M .: "Radio and communication", 1984 p. 67-72, Fig. 5.5). With a wide range of operating frequencies, this coupler contains a large number of elements, and therefore has large overall dimensions, low reliability and repeatability in serial production, high cost, and is difficult to manufacture and configure.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к предложенному является микрополосковый направленный ответвитель, который содержит диэлектрическую подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой две линии передачи соединены на расстоянии четверти длины волны двумя четвертьволновыми шлейфами. (Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика - «Связь», 1971. - 487 с.) Устройство обеспечивает прохождение сигнала с входа основной линии на выход и ответвление части сигнала, проходящего по основной линии передачи, на два выхода. Фазовый сдвиг напряжений на выходных плечах такого ответвителя составляет 90°.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the proposed one is a microstrip directional coupler, which contains a dielectric substrate, one surface of which is metallized, and the other two transmission lines are connected at a distance of a quarter of the wavelength by two quarter-wave loops. (Volman V.I., Pimenov Yu.V. Technical electrodynamics - “Communication”, 1971. - 487 p.) The device provides a signal from the input of the main line to the output and the branch of the signal passing through the main transmission line to two outputs . The phase shift in voltage at the output arms of such a coupler is 90 °.
Недостатками указанного микрополоскового направленного ответвителя являются:The disadvantages of the specified microstrip directional coupler are:
- большие габариты, особенно на низких частотах;- large dimensions, especially at low frequencies;
- паразитные полосы пропускания на соседних частотах;- spurious passband at adjacent frequencies;
- не используется полезно значительная площадь подложки, заключенная между микрополосковыми линиями.- a significant area of the substrate enclosed between the microstrip lines is not useful.
Полезная модель направлена на уменьшение габаритных размеров микрополосковых направленных ответвителей. Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является уменьшение длин отрезков линий передачи, которые входят в состав направленного ответвителя.The utility model is aimed at reducing the overall dimensions of microstrip directional couplers. Thus, the technical result achieved by the implementation of the utility model is to reduce the lengths of the segments of the transmission lines that are part of the directional coupler.
Технический результат достигается за счет того, что миниатюрный микрополосковый направленный ответвитель содержит четыре линии передачи, отвечающие за вход, и четыре попарно одинаковых искусственных линии передачи подключенных друг к другу, где первый вход первой искусственной линии передачи соединен с первым входом устройства и вторым входом четвертой искусственной линии передачи, второй вход первой искусственной линии передачи соединен со вторым входом устройства и первым входом второй искусственной линии передачи, второй вход второй искусственной линии передачи соединен с третьим входом устройства и первым входом третьей искусственной линией передачи, второй вход третьей искусственной линией передачи соединен с четвертым входом устройства и первым входом четвертой искусственной линией передачи.The technical result is achieved due to the fact that the miniature microstrip directional coupler contains four transmission lines responsible for the input and four pairwise identical artificial transmission lines connected to each other, where the first input of the first artificial transmission line is connected to the first input of the device and the second input of the fourth artificial transmission lines, the second input of the first artificial transmission line is connected to the second input of the device and the first input of the second artificial transmission line, the second input is A second artificial transmission line is connected to the third input of the device and the first input of the third artificial transmission line, the second input of the third artificial transmission line is connected to the fourth input of the device and the first input of the fourth artificial transmission line.
Искусственная линия передачи, обладающая значениями фаз в необходимой полосе частот, совпадающие со значениями фаз линии передачи, но при этом обладает меньшей длиной по сравнению с ней.An artificial transmission line that has phase values in the required frequency band that coincide with the phase values of the transmission line, but has a shorter length compared to it.
Как правило, работу микрополоскового направленного ответвителя оценивают по графику зависимости S-параметров от частоты и разности фаз между выходными портами. По графику S-параметров определяется полоса рабочих частот, значения коэффициентов передачи и значение согласования в полосе частот. По графику разности фаз можно судить выполняет ли мост свою функцию разности фаз между двумя выходными плечами, которая должна быть равна 90 градусов.As a rule, the operation of a microstrip directional coupler is evaluated according to the graph of the dependence of the S-parameters on the frequency and phase difference between the output ports. According to the S-parameters graph, the operating frequency band, the values of the transmission coefficients and the matching value in the frequency band are determined. According to the phase difference graph, you can judge whether the bridge performs its function of the phase difference between the two output arms, which should be equal to 90 degrees.
Сущность полезной модели поясняется фигурами, на которых изображено:The essence of the utility model is illustrated by figures, which depict:
- на фиг. 1 - вариант топологии предлагаемого миниатюрного микрополоскового направленного ответвителя, реализованного на подложке с относительной диэлектрической проницаемостью, равной 4.4, и толщиной 1 мм; вид сверху, где 1, 2, 3, 4 - входы ответвителя;- in FIG. 1 is a variant of the topology of the proposed miniature microstrip directional coupler, implemented on a substrate with a relative dielectric constant of 4.4 and a thickness of 1 mm; top view, where 1, 2, 3, 4 - coupler inputs;
- на фиг. 2 - графики зависимости модуль S-параметров от частоты, выраженный в децибелах;- in FIG. 2 - graphs of the dependence of the S-parameter module on frequency, expressed in decibels;
- на фиг. 3 - график частотной зависимости разности фаз между выходами ответвителя.- in FIG. 3 is a graph of the frequency dependence of the phase difference between the outputs of the coupler.
Микрополосковый направленный ответвитель, в традиционном исполнении имеет четыре 50-омных линии передачи, состоит из четырех попарно одинаковых искусственных линий передачи в микрополосковом исполнении, подключенных друг к другу, с помощью тройников между входами 1 и 2, 1 и 4, 3 и 4, 2 и 3 (см. фиг. 1).The microstrip directional coupler, in the traditional design has four 50-ohm transmission lines, consists of four pairwise identical artificial microstrip transmission lines connected to each other using tees between
Миниатюрный микрополосковый направленный ответвитель работает следующим образом.A miniature microstrip directional coupler operates as follows.
Поступающая в плечо 1 мощность высокочастотного сигнала (например, с рабочей частотой 1,8 ГГц) по искусственной линии передачи частично поступает в плечо 2, частично (благодаря соединяющим искусственным линиям) ответвляется в плечо 3. Полученные результаты в результате исследования опытного образца, можно наглядно увидеть на фиг. 2. Подобная реализация, представленная на фиг. 1, предлагаемого миниатюрного микрополоскового направленного ответвитель обеспечивает равное деление мощности, а плечо 4 оказывается электрически развязанным в рабочем диапазоне частот, за счет использования искусственной линии, обеспечивающая фазовый сдвиг 90 градусов. Также данная топология позволяет получить разность фаз в 90 градусов на центральной частоте, как это можно видеть на фиг. 3. Ввиду симметрии предлагаемого устройства, аналогичное рассуждение справедливо при подаче мощности в любое другое плечо.The power of a high-frequency signal (for example, with an operating frequency of 1.8 GHz) coming into the
В качестве дополнительного преимущества предлагаемый миниатюрный микрополосковый направленный ответвитель не имеет паразитных полос пропускания на соседних частотах. Применение искусственных линий передачи вместо отрезков линии передачи позволяет осуществить эффективную миниатюризацию конструкции. Шлейфы холостого хода погружены внутрь пространства заключенного между искусственными линиями, что дополнительно уменьшает габаритные размеры устройства. Шлейфы холостого хода, могут быть заменены на шлейфы короткого замыкания.As an additional advantage, the proposed miniature microstrip directional coupler does not have spurious passband at adjacent frequencies. The use of artificial transmission lines instead of segments of the transmission line allows for efficient miniaturization of the structure. Loops of idle are immersed in the space of the prisoner between the artificial lines, which further reduces the overall dimensions of the device. Idle loops, can be replaced by short circuit loops.
Для подтверждения эффективности выбранного технического решения, был изготовлен опытный образец полезной модели миниатюрный микрополосковый направленный ответвитель со следующими техническими характеристиками:To confirm the effectiveness of the chosen technical solution, a prototype of a useful model was made a miniature microstrip directional coupler with the following technical characteristics:
- коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) входов ответвителя не более 1,2;- standing wave voltage coefficient (VSWR) of coupler inputs not more than 1.2;
- амплитудный разбаланс между основным и связанным каналами ответвителя не превышает 0,3 дБ, в соответствии с данными на фиг. 2;- the amplitude imbalance between the main and associated channels of the coupler does not exceed 0.3 dB, in accordance with the data in FIG. 2;
- разность фаз между основным и связанным каналами отличается от 90° не более чем на 3°, что показано на фиг. 3.- the phase difference between the main and associated channels differs from 90 ° by no more than 3 °, as shown in FIG. 3.
Площадь миниатюрного микрополоскового направленного ответвителя составляет 207 мм2, что на 71.9% меньше площади, занимаемой стандартной конструкцией ответвителя.The area of the miniature microstrip directional coupler is 207 mm 2 , which is 71.9% less than the area occupied by the standard design of the coupler.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129163U RU182122U1 (en) | 2017-08-15 | 2017-08-15 | MINIATURE MICRO-STRIP DIRECTED TAP |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129163U RU182122U1 (en) | 2017-08-15 | 2017-08-15 | MINIATURE MICRO-STRIP DIRECTED TAP |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU182122U1 true RU182122U1 (en) | 2018-08-03 |
Family
ID=63142114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017129163U RU182122U1 (en) | 2017-08-15 | 2017-08-15 | MINIATURE MICRO-STRIP DIRECTED TAP |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU182122U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2797818C1 (en) * | 2022-10-10 | 2023-06-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Miniature directional coupler |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110090023A1 (en) * | 2004-03-26 | 2011-04-21 | The Regents Of The University Of California | Composite right/left (crlh) couplers |
| RU132621U1 (en) * | 2013-04-25 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | SQUARE STRIPED DIRECTIONAL TAP |
| KR101321555B1 (en) * | 2012-05-29 | 2013-10-23 | 강원대학교산학협력단 | Directional coupler using artificial transmission line of triangle patch type |
| KR101665589B1 (en) * | 2015-09-18 | 2016-10-12 | 강원대학교산학협력단 | Coupled-line Directional Coupler Using Artificial Transmission Line |
-
2017
- 2017-08-15 RU RU2017129163U patent/RU182122U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110090023A1 (en) * | 2004-03-26 | 2011-04-21 | The Regents Of The University Of California | Composite right/left (crlh) couplers |
| KR101321555B1 (en) * | 2012-05-29 | 2013-10-23 | 강원대학교산학협력단 | Directional coupler using artificial transmission line of triangle patch type |
| RU132621U1 (en) * | 2013-04-25 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | SQUARE STRIPED DIRECTIONAL TAP |
| KR101665589B1 (en) * | 2015-09-18 | 2016-10-12 | 강원대학교산학협력단 | Coupled-line Directional Coupler Using Artificial Transmission Line |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Chao-Wei Wang "A New Planar Artificial Transmission Line and Its Applications to a Miniaturized Butler Matrix" // IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 55, NO. 12, DECEMBER 2007, 10 стр., стр. 2792-2801. * |
| Spoorti Almad and M. N. Sujatha Analysis and Design of Couplers using Artificial Transmission Line //International Conference on Communication and Signal Processing, April 6-8, 2016, India. V. Iran-Nejad, A.A. Lotfi-Neyestanak and A. Shahzadi Compact broadband quadrature hybrid coupler using planar artificial transmission line // ELECTRONICS LETTERS 6th December 2012 Vol. 48 No. 25. C.-H. Tseng C.-H. Wu Design of compact branch-line couplers using p-equivalent artificial transmission lines //IET Microw. Antennas Propag., 2012, Vol. 6, Iss. 9, pp. 969-974. ECCLESTON, K. W., ONG, S. H. M. Compact planar microstripline branch-line and rat-race couplers. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2003, vol. 51, no. 10, p. 2119 to 2125. Draskovic, Drask An optically reconfigurable dual-band branch-line coupler with artificial transmission lines. In: 2008 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, Jul 5-11, 2008. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2797818C1 (en) * | 2022-10-10 | 2023-06-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Miniature directional coupler |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108172958B (en) | Periodic slow wave transmission line unit based on coplanar waveguide | |
| RU2494502C2 (en) | Miniature broadband quadrature directional coupler on lumped elements | |
| CN104659450B (en) | A kind of broadband bandpass filter based on cross resonator | |
| CN110190371B (en) | Waveguide power divider | |
| Lin et al. | Dual-band sub-harmonic quadrature mixer using composite right/left-handed transmission lines | |
| Kim et al. | Dual‐band unequal Wilkinson power divider with reduced length | |
| RU177305U1 (en) | COMPACT DIRECTED TAP | |
| Zhang et al. | Compact branch-line coupler using uniplanar spiral based CRLH-TL | |
| Sheta et al. | A new class of miniature quadrature couplers for MIC and MMIC applications | |
| RU196285U1 (en) | SMALL DIRECTED DIRECTION | |
| RU180138U1 (en) | COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP | |
| RU182122U1 (en) | MINIATURE MICRO-STRIP DIRECTED TAP | |
| Rahali et al. | Design of V-band substrate integrated waveguide power divider, circulator and coupler | |
| RU182127U1 (en) | COMPACT MICROWAVE BRIDGE | |
| Rahali et al. | Coupler, Power Divider and Circulator in V-Band Substrate Integrated Waveguide Technology | |
| CN108028450B (en) | kinds of filtering units and filters | |
| Liu et al. | Broadband substrate integrated coaxial line to CBCPW transition for rat-race couplers and dual-band couplers design | |
| CN114284677A (en) | High-selectivity broadband inverse filtering power divider based on three-wire coupling | |
| RU187316U1 (en) | COMPACT FOUR DIFFERENT DIRECTED TAP | |
| RU196375U1 (en) | COMPACT DIRECTED TAP | |
| Xu et al. | Design of a compact Wilkinson power divider with high order harmonics suppression | |
| RU196284U1 (en) | SYNTHETIC ANTI-PHASE RING BRIDGE | |
| RU189909U1 (en) | MINIATURE THREE-SHLIFT DIRECTED DETECTOR | |
| RU182106U1 (en) | COMPACT RING BRIDGE | |
| RU187315U1 (en) | COMPACT SQUARE DIRECTIONAL TAP |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180816 |